LeetCode刷题笔记|496.下一个更大元素I

题目描述

给你两个 没有重复元素 的数组 nums1 和 nums2 ，其中nums1 是 nums2 的子集。

请你找出 nums1 中每个元素在 nums2 中的下一个比其大的值。

nums1 中数字 x 的下一个更大元素是指 x 在 nums2 中对应位置的右边的第一个比 x 大的元素。如果不存在，对应位置输出 -1 。

输入: nums1 = [4,1,2], nums2 = [1,3,4,2].
输出: [-1,3,-1]
解释:
对于 num1 中的数字 4 ，你无法在第二个数组中找到下一个更大的数字，因此输出 -1 。
对于 num1 中的数字 1 ，第二个数组中数字1右边的下一个较大数字是 3 。
对于 num1 中的数字 2 ，第二个数组中没有下一个更大的数字，因此输出 -1 。

题解

方法一：暴力

class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        int m = nums1.length, n = nums2.length;
        int[] res = new int[m];
        for (int i = 0; i < m; ++i) {
            int j = 0;
            while (j < n && nums2[j] != nums1[i]) {
                ++j;
            }
            int k = j + 1;
            while (k < n && nums2[k] < nums2[j]) {
                ++k;
            }
            res[i] = k < n ? nums2[k] : -1;
        }
        return res;
    }
}

暴力循环，我最先理所当然想出的算法。
时间复杂度：O(mn)
空间复杂度：O(1)

方法二：单调栈+哈希表

class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();
        for (int i = nums2.length - 1; i >= 0; --i) {
            int num = nums2[i];
            while (!stack.isEmpty() && num >= stack.peek()) {
                stack.pop();
            }
            map.put(num, stack.isEmpty() ? -1 : stack.peek());
            stack.push(num);
        }
        int[] res = new int[nums1.length];
        for (int i = 0; i < nums1.length; ++i) {
            res[i] = map.get(nums1[i]);
        }
        return res;
    }
}

或许Python版本看起来更容易一些

class Solution:
    def nextGreaterElement(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
        res = {}
        stack = []
        for num in reversed(nums2):
            while stack and num >= stack[-1]:
                stack.pop()
            res[num] = stack[-1] if stack else -1
            stack.append(num)
        return [res[num] for num in nums1]

时间复杂度：O(m + n)
空间复杂度：O(n)

知识总结——单调栈解决 Next Greater Number 一类问题

Q：如何处理循环数组？
A：计算机的内存都是线性的，没有真正意义上的环形数组，但是我们可以模拟出环形数组的效果，一般是通过 % 运算符求模（余数），获得环形特效

参考资料

https://leetcode-cn.com/problems/next-greater-element-i/solution/xia-yi-ge-geng-da-yuan-su-i-by-leetcode-bfcoj/
https://leetcode-cn.com/problems/next-greater-element-i/solution/dan-diao-zhan-jie-jue-next-greater-number-yi-lei-w/